论状态机与模块化_谈谈我对理想编程模型的看法VIP免费

论状态机与模块化--深圳市新元素邓林生一、状态机与单片机编程状态机在单片机编程中是一个新兴名词，很多老鸟都号称自己编的程序是状态机。那么，状态机到底是什么？网上搜索一下，对它的定义一大把，有我看得懂的，也有我看不懂的，我们这里不深究它的定义，知道怎么用它就行了。简单地说，状态机又称之为有限状态机，状态机系统有N个（有限个）状态，任一时刻，系统都工作于其中的一个状态，当有输入（激励）时，系统执行某些动作，并切换到下一状态。听起来似懂非懂的，但是这跟我们的程序又有神马关系呢？广义地说，任何一个程序都是一个状态机，因为它总是要记住一些状态，然后根据输入进行输出。但是很显然地，我们现在要说的状态机不是指随随便便的一个程序，而是指某一类程序，也就是狭义上的状态机编程。我们知道，我们的单片机程序分成两类：带操作系统的、前后台的。就我们的采集器来说，前后台系统用得比较多，也就是大家常说的裸奔啦。前后台系统从系统构架上来说，可以分成两类：顺序机、状态机。顺序机就是最传统的前后台编程方式，其模型如下：SysInit();//系统初始化。PreStatus1();//前置状态1。PreStatus2();//前置状态2。……//前置状态3—N。While(1){Status1();//状态1。Status2();//状态2。……//状态3—N。}其中，任何一个状态的模型如下：PreHandler1();//前置处理1。PreHandler2();//前置处理2。……//前置处理3—N。While(1){Handler1();//处理1。Handler2();//处理2。……//处理3—N。}好像顺序机里面也很很多状态哦，但是，即使它有再多的状态，它也只能是一个顺序机，而不是状态机。顺序机依靠函数调用的位置来决定状态执行的前后顺序，一个状态执行完，下一个调用的函数就是下一个状态。顺序机的好处是思维简单，按照状态发生的顺序组织程序，现实中怎么过来的，程序中就怎么写，不用想那么多。显而易见，顺序机的坏处是后期不好修改，很难实现并发处理，另外，顺序机很难增加在每一个状态中都要执行的动作(处理)。状态机是另外一种风格的编程方式，状态机程序模型如下：SysInit();//系统初始化。While(1){If(bEvent1)//事件1。{Event1Handler();}If(bEvent2)//事件2。{Event2Handler();}……//事件3—N。}其中，任何一个事件X处理的模型如下：bEventX=0；//标志已处理。Moudler1EventXHandler();//模块1对事件X的处理。Moudler2EventXHandler();//模块2对事件X的处理。……//模块3—N对事件X的处理。很奇怪，状态机编程模型里面竟然没有看到状态两个字。事实上，每个模块对事件处理时，必然会先判断之前的状态，然后进行相应的操作。状态机的状态隐藏在对事件的处理中。看起来，状态机程序与顺序机程序好像是八杆子打不着的两个东西，有什么理由认为顺序机和状态机一定涵盖了所有的前后台程序呢？实事上，它们是有本质差别的。差别在于，状态机不存在区域等待（状态等待），即在while循环的一次执行中，它不会在某个状态内等待某个事件的发生再执行下一状态，即，它只执行一趟，有事件发生就处理，没有事件发生，也不会等待，直接返回。从程序表象上看，就是大循环当中没有小循环。因此，有区域等待的就一定是顺序机，没有域等待的就一定是状态机。在状态机当中，大部分事情都是周期性的定时处理，我们把最小的系统周期称之为系统节拍。一般使用一个定时器产生系统节拍，在一个节拍内，系统最少完成一遍轮询。在低功耗的系统中，一般都是一个节拍执行一遍轮询，然后休眠，等待下一个节拍的到来。在不需要低功耗的系统中，可能一个节拍会执行多遍轮询，但是大部分有意义的事还是在节拍到来的时候执行。系统节拍是整个系统运行的脉搏，从系统响应方面来看，我们当然是希望系统节拍越快越好，这样我们的系统才够劲，响应速度才够快；但是从系统硬件设计以及功耗方面考虑，我们又希望系统能慢一点，这样就可以用更低档的MCU，能使设备待机时间更长。综合多方面考虑，我们总是在需求允许的范围内把系统节拍定得尽量慢一点。大部分情况下，我们推荐系统节拍周期为1ms或者10ms。由于系统在一个节拍内至少要执行一遍轮询，因此，系统节拍周期又称为查询周...